技术指南

战略优势: 为什么 FPGA 技术是现代航空航天和国防的支柱

高可靠性现场可编程门阵列 (FPGA) 安装在带有高速数字银布线的深色多层印刷电路板上的半导体芯片.

高可靠性现场可编程门阵列 (FPGA) 安装在带有高速数字银布线的深色多层印刷电路板上的半导体芯片.

在高风险的国防和航空航天领域, 不存在误差范围. 随着全球安全架构变得越来越数字化, 现场可编程门阵列 (FPGA) 已成为全球第四大应用市场, 大致占 13% 占总需求的. 不仅仅是市场份额, FPGA 是 “战略神经系统” 现代国防的, 提供关键任务操作所需的并行处理和极高的可靠性.

 

压力下的精度: 国防应用

国防领域 FPGA 增长的主要驱动力是精确制导武器和先进雷达系统的发展. 在相控阵雷达中, 例如, RFSoC 中的集成电路等高性能解决方案 (射频片上系统) 架构用于管理复杂的波束成形和信号方向.

 

在导弹电子系统中, FPGA 是不可或缺的:

 

云台控制 & 态度调整: 确保弹丸保持在飞行路径上.

 

数字信号处理 (数字信号处理器): 实时目标捕获与跟踪.

 

安全通信: 加密武器与其指挥中心之间的数据流.

 

这些应用需要能够承受极端振动和电磁干扰的组件. 依靠高品质继电器, 连接器, 满足军用级规格的电容器对于确保这些系统在撞击的关键时刻不会发生故障至关重要.

互连网络图展示了包括战斗机在内的现代防御平台, 运输机, 无人机, 卫星通过模拟网格地图上的数字数据流链接.

新太空竞赛: 卫星人工智能与通信

目前,航空航天领域正在经历一场 “卫星复兴。” 随着近地轨道的快速部署 (低地轨道) 星座, 对星载计算能力的需求猛增. 最近几年, 中国和美国带头冲锋, 占超过 75% 全球发布的 2022.

 

卫星技术最重大的转变是朝着 “车载电脑” (OBC) 加工. 现代卫星不再将原始高光谱数据发送回地球(这会消耗大量带宽),而是使用 FPGA 上托管的人工智能模型来识别目标, 例如飞机或海船, 直接在轨道上. 这种高并行能力是 FPGA 架构的独特优势. 此外, 这些芯片的动态可重构性使运营商能够更新卫星的 “使命” 当它仍在太空中时通过软件, 显着延长资产的功能寿命.

两颗在近地轨道运行的现代通信卫星 (低地轨道) 太阳能电池板部署在地球的蓝色地平线上.

 

高可靠性供应的国际视角

从国际视野来看, 高可靠性零部件走向自力更生是全球趋势. 亚太地区领先创新者成功开发出可与国际标准相媲美的28nm和1xnm FinFET十亿门FPGA. 这些进步对于北斗导航系统和载人空间站等重大工程项目至关重要.

 

面向全球采购, 挑战在于采购经过验证的, 能够承受太空严酷真空的可追溯组件. 使用抗辐射晶体管, 二极管, 专用的物联网传感器不再是可选的; 这是任何涉及卫星通信或深空探索的项目的基本要求.

 

结论: 可靠性作为国家优先事项

随着电子战的不断发展, 不断产品升级的需求使得 FPGA 固有的灵活性成为其最大的资产. 是否是电子对抗 (细胞外基质) 重定向未经授权的无人机或火控系统所需的精确时间, 硬件决定能力.

 

在 TrustyIC , 我们认识到,为航空航天和国防部门供应零部件承担着独特的责任. 通过提供可追溯的, 高性能集成电路, 电阻器, 和互连解决方案, 我们支持维护国家和国际安全的技术基础.

 

有关航空航天电子管理标准的更多技术信息, 航空航天工业协会 (美国建筑师协会)【https://www.aia-aerospace.org/standards/】提供全球航空航天供应链质量和安全要求的全面指南.